人教版高二物理選修3-1課時(shí)作業(yè)第一章　靜電場(chǎng) 1.8電容器的電容word版含解析答案

1、人教版選修3-1課時(shí)作業(yè)第一章靜電場(chǎng)電容器的電容一、選擇題1.某一電解電容器如圖甲所示,接入如圖乙所示的電路,下列說(shuō)法正確的是()A.該電容器只有在電壓為45 V時(shí),電容才是33 FB.該電容器能容納的最大電荷量為3.3×10-5 CC.接通電路后,電容器的電容仍是33 FD.接通電路后,燈泡能持續(xù)發(fā)亮2.(多選)下列關(guān)于電容器和電容的說(shuō)法中,正確的是()A.根據(jù)C=QU可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,跟兩極板間的電壓成反比B.對(duì)于確定的電容器,其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比C.對(duì)于確定的電容器,無(wú)論其兩板間的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零),它所帶的電荷量與電壓的比值

2、都恒定不變D.電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量,其大小與加在兩板間的電壓無(wú)關(guān)3.對(duì)于一個(gè)給定的電容器,其電容C、電荷量Q及兩極板間的電壓U的關(guān)系,下圖中描述正確的是()4.一個(gè)已充電的電容器,若使它的電荷量減少3×10-4 C,則其電壓減少為原來(lái)的13,則()A.電容器原來(lái)的帶電荷量為9×10-4 CB.電容器原來(lái)的帶電荷量為4.5×10-4 CC.電容器原來(lái)的電壓為1 VD.電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)的135.(多選)如圖所示,當(dāng)待測(cè)物體左右移動(dòng)時(shí),電介質(zhì)隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)。如果測(cè)出了電容的變化,就能知道物體位移的變化。若電容器的電容變大,則物

3、體可能的運(yùn)動(dòng)方式是() A.加速向右移動(dòng)B.加速向左移動(dòng)C.減速向右移動(dòng)D.減速向左移動(dòng)6.(多選)如圖所示,平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連,一帶正電小球懸掛在電容器兩極板間。閉合開(kāi)關(guān)S,充電完畢后懸線與豎直方向夾角為,則()A.保持S閉合,將A板向B板靠近,則增大B.保持S閉合,將A板向B板靠近,則不變C.斷開(kāi)S,將A板向B板靠近,則增大D.斷開(kāi)S,將A板向B板靠近,則不變7.如圖所示,電容器與輸出電壓為U的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn),恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則()A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B.P點(diǎn)

4、的電勢(shì)將減小C.帶電油滴的電勢(shì)能將減小D.電容器的電容減小,極板帶電荷量將增大8.(多選)如圖所示,用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U,現(xiàn)使B板帶正電,實(shí)驗(yàn)中,電荷量不變,則下列判斷正確的是()A.增大兩極板之間的距離,靜電計(jì)指針張角變大B.將A板稍微上移,靜電計(jì)指針張角將變大C.若將玻璃板插入兩極板之間,則靜電計(jì)指針張角變大D.若將A板拿走,則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱?.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,表示靜電計(jì)指針的偏角。若保

5、持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則()A.增大,E增大B.增大,Ep不變C.減小,Ep增大D.減小,E不變10.如圖所示,D是一個(gè)二極管,AB是平行板電容器,在電容器兩極板間有一帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)兩極板A和B間的距離增大一些的瞬間(兩極板仍平行),帶電微粒P的運(yùn)動(dòng)情況是()A.向下運(yùn)動(dòng)B.向上運(yùn)動(dòng)C.仍靜止不動(dòng)D.不能確定11.一平行板電容器的電容為C,兩板間的距離為d,上板帶正電,電荷量為Q,下板帶負(fù)電,電荷量也為Q,它們產(chǎn)生的電場(chǎng)在很遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連,小球的電荷量都為q,桿長(zhǎng)為l,且l<d?，F(xiàn)將它們從很遠(yuǎn)處移到電容

6、器內(nèi)兩板之間,處于如圖所示的靜止?fàn)顟B(tài)(桿與板面垂直),在此過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)小球所做總功的大小等于(設(shè)兩球移動(dòng)過(guò)程中極板上電荷分布情況不變)()A.QlqCdB.0C.QqCd(d-l)D.ClqQd12.如圖所示為一只電容式傳感器部分構(gòu)件的示意圖。當(dāng)動(dòng)片(實(shí)線圈)和定片(虛線圈)之間正對(duì)扇形區(qū)的圓心角的角度發(fā)生變化時(shí),電容C便發(fā)生變化,于是通過(guò)測(cè)量電容C的變化情況就可以知道的變化情況。那么,在下列關(guān)系圖中,能正確反映和C間函數(shù)關(guān)系的是()13. (多選)如圖所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,C是一只靜電計(jì),開(kāi)關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度,下述做法可使靜電計(jì)指針張角增大的是()A

7、.使A、B兩板靠近一些B.使A、B兩板正對(duì)面積減小一些C.斷開(kāi)S后,使A板向左平移一些D.斷開(kāi)S后,使A、B正對(duì)面積減小一些14.如圖所示,兩平行正對(duì)的帶電金屬板A、B水平放置,其中B板接地,一帶電油滴恰好靜止地懸浮在P點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.將A板向下移動(dòng)一段距離,兩板間電勢(shì)差增大B.將A板水平向左移動(dòng)一小段距離,油滴向上加速運(yùn)動(dòng)C.A板以左端為軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度后油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)D.增加A板所帶電荷量,P點(diǎn)電勢(shì)一定升高15.如圖所示是一個(gè)電池E、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,平行板電容器中央有一個(gè)液滴處于平衡狀態(tài),當(dāng)增大電容器兩板間距離的過(guò)程中()A.電容器的

8、電容變大B.電阻R中有從a流向b的電流C.液滴帶正電D.液滴仍然平衡16.如圖,水平放置的平行板電容器上極板帶正電,所帶電荷量為Q,板間距離為d,上極板與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板正中間P點(diǎn)有一個(gè)靜止的帶電油滴,所帶電荷量的絕對(duì)值為q,靜電力常量為k,下列說(shuō)法正確的是()A.油滴帶正電B.油滴受到的電場(chǎng)力大小為4kQqd2C.若僅將上極板移到圖中虛線位置,則靜電計(jì)指針張角減小D.若僅將上極板移到圖中虛線位置,則油滴將加速向上運(yùn)動(dòng)二、非選擇題17.如圖,一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置,在兩極板間有一帶電小球,小球用一絕緣輕線懸掛于O點(diǎn)。現(xiàn)給電容器緩慢充電,使兩極板

9、所帶電荷量分別為+Q和-Q,此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為30°。再給電容器緩慢充電,直到懸線和豎直方向的夾角增加到60°,且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量。18.如圖所示,一平行板電容器接在U=12 V的直流電源上,電容C=3.0×10-10 F,兩極板間距離d=1.2×10-3 m,g取10 m/s2,求:(1)該電容器所帶電荷量;(2)若板間有一帶電微粒,其質(zhì)量為m=2.0×10-3 kg,恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài),則該微粒帶電荷量為多少?帶何種電荷?答案一、選擇題1.C無(wú)論電容器是否充電,其電容都是33 F,選項(xiàng)A錯(cuò)

10、誤,C正確;該電容器能容納的最大電荷量Q=CU=1.5×10-3 C,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;燈泡僅在電容器充電時(shí)發(fā)光,充電結(jié)束后,燈泡熄滅,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.BCD電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量,一個(gè)確定的電容器對(duì)應(yīng)唯一的電容值,由電容的定義式知,確定的電容器所帶電荷量與電壓的比值恒定不變,不能說(shuō)電容器的電容與其所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比,因此A錯(cuò)誤,C、D正確。對(duì)于確定的電容器,由于電容是定值,由Q=CU知,其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比,故B正確。3.B電容的定義式為C=QU,電容器的電容由本身的性質(zhì)決定,與Q和U無(wú)關(guān),所以C不隨U、Q變化,故A錯(cuò)誤,B正確

11、。根據(jù)Q=CU,知Q與U成正比,故C、D錯(cuò)誤。4.B由C=QU得|Q|=C(U-13U)=23CU=23Q,Q=32|Q|=4.5×10-4 C,故A錯(cuò)誤,B正確。因電容器的電容不知,所以無(wú)法得出電容器原來(lái)的電壓,C錯(cuò)誤。電容是由電容器本身決定的,跟電壓和電荷量的變化無(wú)關(guān),所以電容器的電容不變,D錯(cuò)誤。5.BD電介質(zhì)插入電容器板間的部分越多,相對(duì)介電常數(shù)r越大,根據(jù)C=rS4kd可知,當(dāng)電容C變大時(shí),r應(yīng)該增大,電介質(zhì)板應(yīng)向左移動(dòng),所以選項(xiàng)B、D正確。6.AD保持開(kāi)關(guān)S閉合,電容器兩極板間的電勢(shì)差不變,帶正電的A板向B板靠近,極板間距離減小,電場(chǎng)強(qiáng)度E增大,小球所受的電場(chǎng)力變大,增大

12、,故A正確,B錯(cuò)誤;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,電容器所帶的電荷量不變,C=rS4kd,E=Ud=QCd=4kQrS,故d變化,E不變,電場(chǎng)力不變,不變,故C錯(cuò)誤,D正確。7.B上極板向上移動(dòng)一小段距離后,板間電壓不變,故電場(chǎng)強(qiáng)度將減小,油滴所受電場(chǎng)力減小,故油滴將向下運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;P點(diǎn)的電勢(shì)大于0,且P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小,所以P點(diǎn)的電勢(shì)減小,B正確;油滴向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功,油滴的電勢(shì)能應(yīng)增加,C錯(cuò)誤;電容器的電容C=rS4kd,由于d增大,電容C應(yīng)減小,極板帶電荷量Q=CU將減小,D錯(cuò)誤。8.AB電容器上所帶電荷量一定,由公式C=rS4kd知,當(dāng)d變大時(shí),C變小,再由C=QU得U變大,選項(xiàng)A正確;

13、當(dāng)A板上移時(shí),正對(duì)面積S變小,C也變小,U變大,選項(xiàng)B正確;當(dāng)插入玻璃板時(shí),C變大,U變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)將A板拿走時(shí),相當(dāng)于使d變得更大,C更小,故U應(yīng)更大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.D由題意可知平行板電容器的帶電荷量Q不變,當(dāng)下極板不動(dòng),上極板向下移動(dòng)一段距離時(shí),兩極板間距d減小,則電容C變大,由U=QC可知U變小,則靜電計(jì)指針的偏角減小。因?yàn)閮砂彘g電場(chǎng)強(qiáng)度E=Ud=QCd=4kQrS,所以E不變。因?yàn)镋不變,則點(diǎn)電荷從P點(diǎn)移動(dòng)到下極板(電勢(shì)為零)電場(chǎng)力做功不變,電勢(shì)能的變化相同,則點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Ep不變,故只有選項(xiàng)D正確。10.C當(dāng)帶電微粒P靜止時(shí),對(duì)其進(jìn)行受力分析得Eq=mg,即Udq=m

14、g。當(dāng)A、B之間距離增大時(shí),電容器的電容C減小,由Q=CU得,Q也減小,但由于電路中連接了一個(gè)二極管,它具有單向?qū)щ娦?不能放電,故電容器A、B兩極板上的電荷量不變,場(chǎng)強(qiáng)不變,電場(chǎng)力仍等于微粒的重力,故帶電微粒仍保持靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)C正確。11.A當(dāng)兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的小球從很遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中同一點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功為零,再將某一球沿電場(chǎng)線移動(dòng)l距離,此時(shí)克服電場(chǎng)力做功即所求。場(chǎng)強(qiáng)E=Ud=QCd,克服電場(chǎng)力做功W=Eql=QlqCd,A正確。12.D由平行板電容器電容公式C=rS4kd知CS,又S,故C,故D對(duì)。13.CD靜電計(jì)顯示的是A、B兩極板間的電壓,指針張角越大,表示兩板間的電壓越大。合上S

15、后,A、B兩板與電源兩極相連,板間電壓等于電源電壓,不變,靜電計(jì)指針張角不變;斷開(kāi)S后,板間距離增大,或正對(duì)面積減小,都將使電容器的電容變小,而電容器所帶的電荷量不變,由C=QU可知,板間電壓U增大,從而靜電計(jì)指針張角增大。所以選C、D。14.B由題意可知,電荷量不變,由公式C=rS4kd可知,將A板向下移動(dòng)一段距離,電容增大,根據(jù)C=QU可知,兩板間電勢(shì)差減小,故A錯(cuò)誤。由題意可知,電荷量不變,由公式C=rS4kd可知,將A板水平向左移動(dòng)一小段距離,電容減小,根據(jù)C=QU可知,兩板間電勢(shì)差增大,由公式E=Ud可知,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,所以油滴向上加速運(yùn)動(dòng),故B正確。A板以左端為軸(垂直于紙

16、面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度即減小了正對(duì)面積,由公式C=rS4kd可知,電容減小,根據(jù)C=QU可知,板間電勢(shì)差增大,由公式E=Ud可知,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,所以油滴向上加速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤。增加A板所帶電荷量,兩板間的電勢(shì)差增大,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,由于不知道A板電性,P點(diǎn)電勢(shì)可能升高或降低,故D錯(cuò)誤。15.B由電容器的決定式C=rS4kd可知,當(dāng)d增大時(shí),C減小,故A錯(cuò)誤;因電容器與電源相連,電容器兩端的電壓不變;則C減小時(shí),由Q=UC可知,電容器兩極板的電荷量減小,故R中電流方向由a到b,故B正確;液滴受力平衡,則液滴受電場(chǎng)力向上;而上極板為正極,則說(shuō)明液滴帶負(fù)電,故C錯(cuò)誤;因電壓不變,d增

17、大,則E減小,故液滴受到的電場(chǎng)力減小,則液滴加速向下運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。16.C油滴所受電場(chǎng)力與重力平衡,根據(jù)題意知場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下,可知油滴帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;極板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),庫(kù)侖定律不適用,故B錯(cuò)誤;上極板下移,間距d減小,根據(jù)E=4kQrS知場(chǎng)強(qiáng)E不變,油滴處于二力平衡狀態(tài),靜止不動(dòng),另?yè)?jù)U=Ed可知兩極板間電壓變小,靜電計(jì)指針張角減小,故C正確,D錯(cuò)誤。二、非選擇題17.答案2Q解析設(shè)電容器的電容為C,兩板間距為d,第一次充電后兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度為:E=QCd設(shè)小球質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,當(dāng)懸線與豎直方向的夾角為1=30°時(shí),小球受重力mg、拉力和電場(chǎng)力qE這三個(gè)力而處于平衡狀態(tài),則有:qE=mg tan 1由得 tan 1=qQmgCd所以懸線與豎直方向的夾角與兩板帶的電荷量Q有關(guān),設(shè)第二次充電過(guò)程增加的電荷量為Q,懸線偏角2=60°,小球再次受力平衡,有tan 2=q(Q+Q)mgCd